LT4118B - Improved process for manufacturing alternator pole piece - Google Patents

Abstract

The improved process of the present invention seeks to best manage the compromise between optimization of noise reduction, power output, magnetic permeability, strength of materials and center of gravity in the manufacture of an alternator pole piece. The inventive steps include hot forging, shot blasting, Parkerization, cold coining, a two step fully finishing step including a squeezing sub-step and a bending sub-step, and an annealing step. The inventive steps result in the manufacture of an alternator pole piece which facilitates quiet operation as well as high alternator output.

Description

Šis išradimas nagrinėja alternatoriaus polių gamybos būdą. Alternatorius /generatorius/ paprastai yra naudojamas automobilyje ir jis yra sukamas diržine pavara, jungiančia generatorių su automobilio varikliu. Dėl generatoriaus rotoriaus sukimosi yra gaminama elektros energija, kuri daugiausia naudojama akumuliatoriaus baterijai, esančiai automobilyje, įkrauti, o akumuliatoriuje sukaupta elektros energija yra naudojama varikliui paleisti. Transporto priemonėse naudojamų generatorių rotoriai sukasi daugiau negu 15000-22000 sūkių per minutę greičiu. Dabar automobilių pramonėje smarkiai konkuruoja generatorių gamintojai, siekiantys pigiausiai pagaminti geriausią generatorių. Tačiau žodis geriausias, kuris taikomas generatoriams, nevisada taip paprastai nusako generatorių.The present invention relates to a method of manufacturing an alternate pole. The alternator / generator / is usually used in the car and is driven by a belt drive which connects the generator to the car engine. The rotor rotation of the generator generates electricity, which is mainly used to charge the battery in the car, and the electricity stored in the battery is used to start the engine. The rotors of the generators used in vehicles rotate at speeds between 15000 and 22000 rpm. Nowadays, the automotive industry is in strong competition with generator manufacturers seeking the cheapest generator of the best. However, the word best applied to generators does not always describe the generator as simply.

Optimalus generatorius turi būti mažo svorio ir nedidelių matmenų, duoti didelę išėjimo galią ir kelti mažą triukšmą. Pagrindinė kiekvieno generatoriaus dalis yra jo poliai. Generatoriuje yra du poliai, kurie sumontuoti susietai vienas prieš kitą ant rotoriaus veleno, ir jie abu gaubia rotoriaus ritę. Polių konstrukcija lemia generatoriaus išėjimo galios dydį ir tuo pat metu poliai yra pats didžiausias generatoriaus kuriamų triukšmų šaltinis.The optimum oscillator should be low weight and small size, give high output power and make low noise. The main part of each generator is its poles. The generator has two poles, which are mounted connected to each other on the rotor shaft, and they both enclose the rotor coil. The design of the poles determines the output power of the generator and at the same time the poles are the largest source of noise generated by the generator.

Deja, priemonės, kurios naudojamos dėl polių struktūros atsiradusiam triukšmui mažinti, dažnai nepalankiai veikia generatoriaus išėjimo galią. Be to, polių pirštų svorio centro padėtis turi didelės įtakos plyšio tarp rotoriaus ir statoriaus pločiui. Dėl polių svorio centro neoptimalaus nustatymo ir netinkamų polių gamybos būdų polių pirštai, kai rotorius sukasi dideliu greičiu, linkę šiek tiek atsilenkti į išorę. Taigi svorio centro padėties optimalus nustatymas sudaro galimybę plyšio pločiui tarp rotoriaus ir statoriaus susiaurinti ir tuo būdu leidžia padidinti generatoriaus polių pirštų svorio centro padėties, ankščiau minėtas plyšys turi būti padidintas, įvertinant tai, kad polių pirštai, esant dideliems sūkiams, atsilenks į įšorę, ir todėl jie galės užkabinti ir sugadinti statorių bei patį generatorių. Dėl to, kas buvo pasakyta, kai poliai yra gaminami štampavimo būdu, po štampavimo atlenkiant pirštus nuo štampavimo plokštumos, kai kurių pirštų mikrostruktūros grūdelių orientacija į poliaus pagrindą sudaro smailų kampą, kuris priklauso nuo poliaus pirštų ir poliaus pagrindo kampo. Dėl šių aplinkybių didelių sūkių metu sumažėja pirštų sugebėjimas atlaikyti lenkimą. Todėl, kai poliai yra gaminami štampavimo būdu, plyšys tarp rotoriaus ir statoriaus turi būti padidintas tam, kad būtų įvertinta tikimybė, jog polių pirštai gali atsilenkti išorėn didelių sūkių metu.Unfortunately, the measures used to reduce the noise caused by the pole structure often adversely affect the output power of the generator. In addition, the position of the center of gravity of the pole fingers has a significant effect on the width of the gap between the rotor and stator. Due to the sub-optimal setting of the center of gravity of the poles and improper piling techniques, the pole fingers tend to lean slightly outwards when the rotor is rotating at high speed. Thus, the optimum positioning of the center of gravity allows the width of the gap between the rotor and stator to be narrowed and thereby allows the center of gravity of the generator pole fingers to be increased, the aforementioned gap having to be extended with the rotation of the pole fingers so they will be able to hook and damage the stator and the generator itself. As a result of what has been said, when piles are produced by stamping, by folding their fingers away from the stamping plane after stamping, the orientation of some finger microstructure grains toward the base of the pole forms a pointed angle that depends on the angle of the pole fingers and the base of the pole. These circumstances reduce the ability of the fingers to withstand bending at high revs. Therefore, when piling is made by stamping, the gap between the rotor and stator must be increased to assess the likelihood that the pole fingers may bend outward at high speeds.

Taigi, kaip suprantame dabar pagal aukščiau pateiktą aiškinimą, generatoriaus rotoriaus konstrukcija neišvengiamai turi tenkinti tam tikras sąlygas.Thus, as we now understand by the above interpretation, the design of the generator rotor must necessarily satisfy certain conditions.

Šiuolaikinis technikos lygis yra toks (US 3780413, US 4558511, US 5137586, FR 2676873, EP 0213981, GB 1571276 ir kt.), kad žinomi generatoriai turi tokius gabaritus ir svorį, kad galima gauti pakankamą išėjimo galią, todėl automobilių gamintojai telkia pastangas generatorių keliamam triukšmui mažinti. Polių pirštų forma ir konfigūracija yra daroma tokia, kad, didėjant oro srautui, būtų sudaromos sąlygos tam oro srautui tekėti be triukšmą sukeliančių turbulentiškumų. Tuo būdu didelis generatorių poreikis išvystė tokį gamybos procesą, kuris turėtų optimizuoti generatoriaus išėjimo galią, kai polių pirštai yra sukonstruoti taip, kad labiau sumažėtų triukšmas negu padidėtų išėjimo galia, ir todėl yra siekiama surasti geriausią santykį tarp šių abiejų parametrų. Ši problema buvo svarbiausia išradimui.The state of the art (US 3780413, US 4558511, US 5137586, FR 2676873, EP 0213981, GB 1571276, etc.) is such that known generators have such dimensions and weight that sufficient output power can be obtained, so automakers concentrate their efforts on generators to reduce noise. The pile fingers are shaped and configured to allow the airflow to flow without noise turbulence as the airflow increases. Thus, the high demand for generators has developed a manufacturing process that should optimize the output power of the generator when the pole fingers are designed to reduce noise rather than increase output power, and thus seek to find the best relationship between these two parameters. This problem was central to the invention.

Be to, yra labai svarbu sudaryti sąlygas, kad generatoriaus rotoriaus ir statoriaus elektros ritės apvijos būtų kiek įmanoma žemesnėje temperatūroje. Todėl, kaip yra žinoma, prie rotoriaus veleno yra įtaisoma mažiausiai viena ventiliacijos vėduoklė, kuri montuojama rotoriaus korpuso išorėje. Ventiliacijos vėduoklės sukeltas oro srautas patenka į rotoriaus korpuso vidų per jame padarytas kelias kiaurymes. Tokio tipo konstrukcija, kuri detaliai parodyta Fig. 1, yra neefektyvi todėl, kad ventiliacijos vėduoklė ir generatoriaus rotorius yra atskirti vienas nuo kito korpusu. Dar blogiau, kad rotoriaus korpuse esančios kelios kiaurymės didina triukšmą, kuris automobilių pramonės gaminiams yra nepageidautinas. Kadangi, didėjant temperatūrai, vario varža didėja, tai efektyvi generatoriaus ventiliacija palaiko vario varžą santykinai mažo dydžio. O kadangi tarp vario varžos ir elektros srovės stiprio yra atvirkščias proporcingumas, tai, temperatūrai didėjant, sukurtos generatoriaus ritėje srovės stipris santykinai mažėja. Tačiau, kaip žinoma, magnetinis srautas yra proporcingas elektros srovės stipriui, tai generatoriaus išėjimo galia yra tiesiogiai susieta su temperatūra (t. y. temperatūrai didėjant, išėjimo galia mažėja). Todėl atsiranda poreikis sukurti gerą generatoriaus aušinimo sistemą, kuri nepadidintų generatoriaus keliamo triukšmo.In addition, it is very important to enable the generator rotor and stator electric coil windings to be at the lowest possible temperature. Therefore, as is known, at least one ventilation fan is mounted on the rotor shaft and is mounted outside the rotor housing. The air flow caused by the ventilation fan enters the interior of the rotor housing through several holes made therein. A construction of the type shown in detail in FIGS. 1, is ineffective because the ventilation fan and the generator rotor are separated by a housing. Worse, the few holes in the rotor housing increase the noise that is undesirable for automotive products. Because copper resistance increases with increasing temperature, effective generator ventilation keeps the copper resistance relatively small. And since there is an inverse proportion between the copper impedance and the electric current, as the temperature increases, the current generated in the generator coil decreases relatively. However, as the magnetic flux is known to be proportional to the current, the output power of the generator is directly related to the temperature (i.e., as the temperature increases, the output power decreases). Therefore, there is a need to create a good generator cooling system that does not increase the generator noise.

Šis išradimas nagrinėja patobulintą generatoriaus polių gamybos būdą. Išradimo procesą sudaro šie tarpusavyje susieti tikslai ir požymiai:The present invention relates to an improved method of manufacturing generator piles. The process of the invention consists of the following interrelated objects and features:

(A) Pagal šį išradimą generatoriaus polių gamybos pradžioje plieno strypas yra dalijamas į smulkius gabalus šaltojo pjovimo būdu. Kiekvieno atpjauto strypo gabalo dydis yra nusakomas norimu gauti poliaus tūriu, atlikus pirmąjį karštojo kalimo veiksmą.(A) According to the present invention, the steel rod is divided into small pieces by cold cutting at the beginning of the production of the generator piles. The size of each piece of cut bar is defined by the desired pole volume after the first hot forging operation.

(B) Po to kiekvienas atpjautas plieno strypo gabalas yra kaitinamas iki artimos plieno lydymosi temperatūros taip, kad kiekvienas gabalas pasidarytų minkštas. Tada kiekvienas gabalas karštojo kalimo prese formuojamas taip, kad jis įgautų poliaus ruošinio pradinę formą, kuri beveik panaši į baigtą polių. Ši karštojo kalimo operacija susideda iš trijų etapų: pirmiausia, strypo gabalas yra suplojamas, po to dedamas tarp dviejų įrenginio dalių, kurios po to yra kartu suspaudžiamos, kad gabalas įgautų pradinę poliaus ruošinio formą.(B) Thereafter, each cut piece of steel rod is heated to a close melting point of the steel so that each piece becomes soft. Each piece of hot forging press is then shaped so that it has the initial shape of a pole workpiece that is almost like a finished pole. This hot forging operation consists of three steps: first, the rod piece is flattened, then placed between the two parts of the machine, which are then compressed together to give the piece the original shape of a pole piece.

(C) Po to poliaus ruošinys, įgijęs pradinę formą, yra mechaniškai nuvalomas, jį dideliu slėgiu apipučiant smulkios medžiagos (pavyzdžiui, smėlio) srove, kad būtų pašalinti paviršiaus nelygumai, pavyzdžiui, nuodegos ir geležies oksidai, dar po to yra chemiškai apdorojamas keliose fosfatavimo voniose. Tokia fosfatavimo operacija dar vadinama parkerizacija. Kadangi fosfatavimo operacijos metu poliaus paviršius išsitepa, todėl padidėja po to einančių šalto kalimo procesų efektyvumas.(C) The pole piece is then mechanically cleaned of its original form by blasting it with a high pressure jet of fine material (such as sand) to remove surface irregularities, such as slag and iron oxides, before being chemically treated with several phosphating agents. in the bath. This phosphating operation is also known as parkerization. As the surface of the pole gets dirty during the phosphating operation, the efficiency of the subsequent cold forging processes increases.

(D) Po to pradinę formą įgijusiam poliaus ruošiniui taikoma šaltojo kalimo operacija, kurios metu pradinę formą įgijęs poliaus ruošinys yra veikiamas dideliu slėgiu, kad sumažėtų storis ir tuo pačiu išsilygintų plieno grūdėtoji struktūra. Taip gaunama antroji forma. Tam tikromis kryptimis, antrąją formą įgijusio poliaus ruošinio storis gali būti sumažintas ne daugiau kaip 10% palyginti su pradine forma. Pareiškėjas sugalvojo būdą, kuris pradinę formą turintį poliaus ruošinį šaltojo kalimo proceso metu tam tikrose poliaus ruošinio vietose veikia didesne jėga taip, kad vienose poliaus ruošinio vietose grūdelių savybės pakeičiamos kitaip negu kitose vietose. Be to, kadangi patentuojamasis polius yra gaminamas iš mažo anglingumo plieno, plokščių grūdelių tiesiosios linijos gali būti formuojamos šaltojo kalimo proceso metu. Atlikus šaltojo kalimo operaciją nuo pradinę formą įgijusio poliaus ruošinio paviršių pašalinami kreivumai, kurie buvo reikalingi tam, kad būtų lengviau pradinę formą įgijusį poliaus ruošinį išimti iš karštojo kalimo preso. Tuo būdu baigtame poliuje kai kurie paviršiai pasidaro statmeni vieni kitiems, tačiau, jei šie statmeni paviršiai būtų suformuoti karštojo kalimo preso įrenginyje, pradinę formą įgijusį poliaus ruošinį butų labai sunku išimti iš preso gamybos proceso metu. Taigi reikia užtikrinti nedidelius plokštumų statmenumo nuokrypius karštojo kalimo prese, kad būtų lengviau pradinę formą įgijusį poliaus ruošinį išimti iš karštojo kalimo preso. Plokštumos pasidaro statmenos, kai šaltojo kalimo proceso metu metalas yra slegiamas. Be to, šaltojo kalimo proceso metu nuo pradinę formą įgijusio poliaus ruošinio yra nukertamos atplaišos, kurios buvo susidariusios paviršių lietimosi vietose įrenginyje, naudojamame karštojo kalimo operacijos metu.(D) The preformed pile preform is then subjected to a cold forging operation in which the preformed preform pile is subjected to high pressure to reduce thickness while smoothing the steel grain structure. This gives the second form. In certain directions, the thickness of the pole piece having a second shape may be reduced by up to 10% relative to the original shape. The Applicant has devised a method which, in the cold-forging process of an initial shaped preform, exerts a greater force at certain points on the pole in such a way that the grain properties are altered differently in some points of the pole. In addition, since the patented pole is made of low carbon steel, flat grain straight lines can be formed by cold forging. The cold forging operation removes the curvature from the surface of the preformed pile blank to facilitate removal of the preformed pile blank from the hot forging press. In such a finished pole, some surfaces become perpendicular to each other, but if these perpendicular surfaces were formed in a hot forging press device, it would be very difficult to remove the preformed pole piece from the press during the manufacturing process. Thus, small deviations in the perpendicularity of the planes in the hot forging press need to be ensured in order to facilitate removal of the preformed pole piece from the hot forging press. The planes become perpendicular when the metal is pressed during the cold forging process. In addition, during the cold forging process, debris that has been formed at the points of contact with the surfaces in the machine used during the hot forging operation is cut off from the preformed pole piece.

(E) Po šaltojo kalimo ir šaltai kalto poliaus ruošinio išorėje susidariusių atplaišų nukirtimo šaltai kaltas poliaus ruošinys yra apdorojamas dviem stadijom, kurias pareiškėjas ir vadina šaltai kalto poliaus ruošinio apdailinimu. Šį dviejų stadijų apdailinimą sudaro kietinimo veiksmas, taip pat dviejų etapų kiaurymės per poliaus centrą, per kurią vėliau bus perkištas generatoriaus rotoriaus velenas, formavimo veiksmas, bei dar dviejų veiksmų procesas, susidedantis iš kietinimo ir lenkimo. Be to, dar apdailinimas turi neįprastą išspaudimo veiksmą, kuris skirtas tikslios formos cilindrinei ir centruotai kiaurymei formuoti. Tai yra būtina norint išvengti gaminamo generatoriaus rotoriaus sukimosi išsibalansavimo. Apdailinimo metu suformuojama trečioji galutinė poliaus forma.(E) After the chipping of the cold forged and the outside of the cold forged pole workpiece, the cold forged pole workpiece is treated in two steps, known to the applicant as the cold forged pole workpiece finishing. This two-stage finishing includes a curing operation, as well as a two-step hole through the center of the pole, through which the generator rotor shaft will subsequently be pierced, a forming action, and a two-step process consisting of curing and bending. What's more, the trim has an unusual extrusion action, which is designed to form a precisely shaped cylindrical and centered hole. This is necessary to prevent rotation of the rotor of the generator being manufactured. During finishing, the third final shape of the pole is formed.

(F) Po to apdailintas polius yra pamerkiamas į 14 pH vonią cinko stearatams nuo paviršiaus pašalinti, o po to yra grūdinamas, jį kaitinant ir vėsinant kontroliuojamoje aplinkoje. Tai bus smulkiai aprašyta toliau. Buvo nustatyta, kad cinko stearatai, esantys metalo paviršiuje, trukdo virinimo operacijoms. Pašalinus cinko stearatus, ventiliacijos vėduoklė gali būti privirinta prie kiekvieno poliaus užpakalinės dalies paviršiaus. Grūdinimo veiksmas išplečia grūdėtąją poliaus struktūrą taip, kad padidėja poliaus medžiagos magnetinė skvarbą, o tai padidina magnetinį srautą, sklindantį grandine, sudaryta iš generatoriaus rotoriaus polių ir statoriaus. Pareiškėjas atrado grūdinimo veiksmo temperatūrų intervalą, kuriame grūdėtoji struktūra sustambėja iki optimalaus dydžio. Vėsimo trukmė yra taip parinkta, kad būtų valdomas karbido ir perlito kiekis plieno grūdėtojoje struktūroje. Perlitas, kurio yra mažo anglingumo pliene, difunduoja grūdėtojoje struktūroje ir didina magnetinę skvarbą. Kita vertus, vėsimo trukmė parenkama tokia, kad geriausiai nusodintų karbidą į grūdelių sandūrą taip, kad pagerėtų galutinai baigto poliaus veikimas. Jei vestų per greitai, karbidas nedifunduotų į grūdelių sandūras ir poliaus savybės pablogėtų. Ta inertinė aplinka, kurioje polius grūdinamas, sudaryta iš azoto ir vandenilio mišinio ir grūdinimo metu apsaugo poliaus paviršių nuo oksidacijos.(F) The trimmed pole is then immersed in a pH bath of 14 to remove zinc stearates from the surface and then tempered by heating and cooling in a controlled environment. These will be described in detail below. Zinc stearates on the metal surface were found to interfere with welding operations. After removing the zinc stearates, the ventilation fan can be welded to the back of each pole. The annealing action expands the grained pole structure to increase the magnetic permeability of the pole material, which increases the magnetic flux transmitted by the circuit formed by the generator rotor poles and the stator. The Applicant has discovered a range of temperatures for the quenching operation where the grained structure stiffens to its optimum size. The cooling time is selected to control the carbide and perlite content of the steel grain structure. Perlite in low carbon steel diffuses in the grain structure and increases the magnetic permeability. On the other hand, the cooling time is chosen to best precipitate the carbide into the grain junction so as to improve the performance of the final completed pole. If driven too fast, the carbide would not diffuse into the grain junctions and the pole properties would deteriorate. The inert environment in which the pile is hardened consists of a mixture of nitrogen and hydrogen and protects the pile surface from oxidation during hardening.

(G) Gaminant polių pagal šį išradimą, poliaus medžiagos magnetinė skvarbą, palyginti su polių, pagamintų kitais būdais, padidėja iki optimalaus dydžio. Pagal šį išradimą polius gali būti padarytas su polių pirštais sukonstruotais taip, kad būtų sumažintas keliamas triukšmas, kartu optimizuojant generatoriaus, turinčio pagal šį išradimą pagamintus polius, išėjimo galią. Be to, kadangi pagal šį išradimą polių pirštai yra pagaminti taikant karštojo kalimo procesą, jų grūdėtoji struktūra yra orientuota lygiagrečiai likusios poliaus dalies struktūrai, taigi pirštai yra ypatingai tvirti ir visiškai atsparūs lenkimo jėgoms, kurios juos veikia, kai rotorius sukasi dideliu greičiu, pavyzdžiui, daugiau negu 15000-20000 sūkių per minutę. Toks polius gali būti palygintas su poliumi, kuris pagamintas pradžioje taikant štampavimo operaciją, o po to pirštus lenkiant iki jų galutinės konfigūracijos. Kaip apie tai parašyta aukščiau, kai yra didelis sukimosi greitis, tokia struktūra nėra atspari veikiančioms lenkimo jėgoms, todėl generatorius turi būti sukonstruotas taip, kad turėtų didesnį plyšį tarp rotoriaus ir statoriaus, negu generatoriaus, kurio polius padarytas pagal šį išradimą. Todėl padidėja jo išėjimo galia.(G) In the manufacture of a pole according to the present invention, the magnetic permeability of the pole material is increased to an optimum size relative to the pole produced by other means. In accordance with the present invention, the pole can be made with pole fingers constructed to reduce noise, while optimizing the output power of the generator having the poles produced by the present invention. Furthermore, since the pile fingers of the present invention are made by a hot forging process, their grain structure is oriented parallel to the structure of the rest of the pile, so the fingers are extremely rigid and fully resistant to the bending forces acting on them when rotating at high speed. more than 15000-20000 rpm. Such a pole can be compared to a pole made first by stamping and then flexing its fingers to their final configuration. As discussed above, at high rotational speeds, such a structure is not resistant to the bending forces acting, and therefore the generator must be constructed to have a greater gap between the rotor and the stator than the generator of the present invention. Therefore, its output power increases.

Taigi pirmasis šio išradimo tikslas yra pateikti patobulintą generatoriaus poliaus gamybos procesą.Thus, the first object of the present invention is to provide an improved process for manufacturing a generator pole.

Kitas šio išradimo tikslas - pateikti tokį patobulintą gamybos procesą, kurį sudaro keli specialiai parinkti veiksmai, padidinantys pagaminto poliaus grūdėtąją struktūrą ir tuo pačiu magnetinę skvarbą.Another object of the present invention is to provide an improved manufacturing process comprising a number of specially selected steps which increase the grain structure of the manufactured pole and thereby increase the magnetic permeability.

Dar kitas šio išradimo tikslas - pateikti tokį poliaus gamybos procesą, kuriame paskutinės operacijos metu yra sujungiami perforavimo, lenkimo ir mechaninio apdorojimo veiksmai į vieną dviejų dalių veiksmą, kad sumažėtų kaina.Yet another object of the present invention is to provide a process for the manufacture of a pole in which, in the final operation, the steps of punching, bending, and machining are combined into a single two-step operation to reduce cost.

Ir dar kitas šio išradimo tikslas - pateikti tokį gamybos procesą, kuriame grūdinimo operacija yra atliekama inertinėje aplinkoje.Yet another object of the present invention is to provide a production process in which the quenching operation is carried out in an inert environment.

Šie ir kiti šio išradimo tikslai ir požymiai bus geriau suprantami iš toliau pateikto smulkesnio procesų aprašymo, kuris iliustuojamas brėžiniais.These and other objects and features of the present invention will be better understood from the following detailed description of the processes illustrated in the drawings.

Fig. 1 yra parodyta aksonometrinė projekcija generatoriaus, išskaidyto į atskiras dalis ir turinčio polius, pagamintus pagal pateikiamą išradimo aprašymą.FIG. 1 is an axonometric projection of a generator divided into individual parts and having poles constructed according to the present invention.

Fig. 2 yra parodytas kito surinkto generatoriaus dalinis pjūvio vaizdas.FIG. 2 is a partial sectional view of another assembled generator.

Fig. 3 yra parodytas pailgas plieno strypo gabalas, kuris pagamintas šaltojo pjovimo būdu.FIG. Figure 3 shows an elongated piece of steel rod made by cold cutting.

Fig. 4, 5 ir 6 yra parodyti skersiniai pjūviai įrenginio, kuriame atliekama karštojo kalimo operacija pailgam plieno strypo gabalui, parodytam Fig. 3.FIG. Figures 4, 5 and 6 are cross-sectional views of the apparatus for performing a hot forging operation on an elongated steel rod piece shown in Figs. 3.

Fig. 7, 8, 9 ir 10 yra atitinkamai parodyti įrenginio ir poliaus ruošinio tuose įrenginiuose skersiniai pjūviai, iliustruojantys šaltojo kalimo procesą pagal šį išradimą.FIG. 7, 8, 9 and 10 are cross-sectional views of the device and pole workpiece respectively illustrating the cold forging process of the present invention.

Fig. 11 yra parodytas įrenginio ir poliaus ruošinio tame įrenginyje skersinis pjūvio vaizdas, kai vyksta pagal šį išradimą apdailinimo pirmojo veiksmo pirmasis etapas.FIG. 11 is a cross-sectional view of the device and pole workpiece in that device during the first step of the first step of finishing according to the present invention.

Fig. 12 yra parodytas įrenginio ir poliaus ruošinio tame įrenginyje skersinis pjūvio vaizdas, kai vyksta pagal šį išradimą apdailinimo pirmojo veiksmo antrasis etapas.FIG. 12 is a cross-sectional view of a device and a pole blank in that device as the second step of the first step of finishing according to the present invention takes place.

Fig. 13 yra parodytas įrenginio ir poliaus ruošinio tame įrenginyje skersinis pjūvio vaizdas, kai vyksta pagal šį išradimą apdailinimo antrojo veiksmo pirmasis etapas.FIG. 13 is a cross-sectional view of a device and a pole blank in that device as the first step of the second step of finishing according to the present invention takes place.

II

Fig. 14 yra parodytas įrenginio ir poliaus ruošinio tame įrenginyje skersinis pjūvio vaizdas, kai vyksta pagal šį išradimą apdailinimo antrojo veiksmo antrasis etapas.FIG. 14 is a cross-sectional view of a device and a pole blank in that device as the second step of the second step of finishing according to the present invention takes place.

Fig. 15 yra parodyta pagal, šį išradimą grūdinimo temperatūros priklausomybė nuo laiko.FIG. 15 is a graph showing the temperature versus time of the present invention.

Fig. 16 yra parodytas skersinis pjūvis žiedo, skirto poliaus, pagaminto pagal šį išradimą, elektriniams matavimams.FIG. Figure 16 is a cross-sectional view of an electric ring for a pole made in accordance with the present invention.

Fig. 17 yra parodyta poliaus dalies skersinio pjūvio vaizdas, kuriame pažymėtos atitinkamos sritys, kuriose yra analizuojama grūdėtoji struktūra.FIG. Fig. 17 is a cross-sectional view of the pole portion showing the corresponding areas where the grain structure is analyzed.

Fig. 18, 19 ir 20 yra pateiktos mikrostruktūros fotografijos, rodančios atskirų vietų, pažymėtų Fig. 17, grūdėtąją struktūrą, kai polius nebuvo grūdintas.FIG. 18, 19 and 20 are microstructure photographs showing the individual locations marked in FIGS. 17, the grain structure when the pole was not hardened.

Fig. 21, 22 ir 23 parodyti Fig. 18, 19 ir 20 tapatūs vaizdai, kai polius buvo grūdintas taip, kaip pateikta šio išradimo aprašyme.FIG. Figures 21, 22 and 23 show Figs. 18, 19 and 20 are identical views when the pole has been tempered as described in the description of the present invention.

Fig. 24 yra parodytos magnetinės indukcijos B, išreikštos tešlomis, priklausomybės nuo magnetinio lauko stiprio H, išreikšto ampervijomis į milimetrą, diagramos, kai vienas polius pagamintas pagal šiame aprašyme pateiktą būdą (brūkšninė linija), o kitas polius pagamintas žinomu būdu (ištisinė linija).FIG. 24 shows diagrams of magnetic induction B, expressed in dough, as a function of magnetic field strength H, expressed in ampoules per millimeter, with one pole produced in the manner described herein (dashed line) and the other pole made in a known manner (solid line).

Fig. 25 yra parodytos magnetinės skvarbos μ priklausomybės nuo srovės stiprio I, išreikšto amperais, diagramos, kai poliai tokie patys kaip ir figūroje 24.FIG. 25 is a diagram of the magnetic permeability μ versus current I, expressed in amperes, with the poles as in FIG. 24.

Fig. 1 ir Fig. 2 yra parodyti du skirtingi generatoriai, kurių poliai pagaminti pagal pateikiamą išradimo aprašymą. Fig. 1 yra parodyta generatoriaus, išskaidyto į atskiras dalis ir turinčio polius, aksonometrinė projekcija, o Fig. 2 - kito surinkto generatoriaus dalinis pjūvio vaizdas. Fig. 1 visas generatorius pažymėtas nuoroda 1. Šį generatorių sudaro korpuso dalys 2 ir 3, tarp kurių fiksuotai įmontuotas statorius 4. Rotorius 5 yra sudarytas iš polių 6, kurie turi po kelis aplink apskritimu išdėstytus pirštus 7, o poliai 8 yra sumontuoti vienas prieš kitą taip, kaip parodyta Fig. 1 ir 2.FIG. 1 and FIG. 2 shows two different generators having poles according to the present invention. FIG. 1 is an axonometric projection of a generator divided into individual parts and having poles; 2 is a partial sectional view of another assembled generator. FIG. 1, the entire generator is designated by reference 1. This generator consists of housing parts 2 and 3 with a fixed stator 4 between them. The rotor 5 is made up of poles 6 which have a number of circular fingers 7 and poles 8 mounted against each other as follows: , as shown in Figs. 1 and 2.

Kaip geriau matyti Fig. 2 parodytame generatoriaus vaizde, rotoriaus 9 viduje yra apvija 10, kurią gaubia poliaus 11 pirštai 12. Kad galėtų suktis statoriaus 13 viduje, rotorius 9 turi veleną 14, kurį laiko guoliaiAs best seen in Figs. 2, the rotor 9 has a winding 10 enclosed by the fingers 12 of the pole 11 to rotate inside the stator 13, the rotor 9 has a shaft 14 held by the bearings.

15. Be to, kiekvienas polius 11 turi skylę 16, kurios dydis toks, kad būtų galima įkišti veleną 14.15. In addition, each pole 11 has a hole 16 of a size such that a shaft 14 can be inserted.

Korpusai 17 ir 18 (Fig. 2) centruoja statorių 13 ir rotorių 9, kuris turi ventiliacinę vėduoklę 19, tvirtai privirintą prie kiekvieno poliaus 11 (Fig. 2) . Ventiliacinės vėduoklės 19, besisukančios kartu su poliais, yra skirtos generatoriui aušinti. Fig. 1 yra parodytas vienas ventiliatoriaus vėduoklės 20 montavimo variantas, kai ventiliatoriaus vėduoklė 20 yra montuojama korpusų 2 ir 3 išorėje. Fig. 2 yra parodytas kitas ventiliatoriaus vėduoklės 19 montavimo variantas, kai ventiliatoriaus vėduoklė 19 yra tiesiog privirinta prie kiekvieno poliaus ir sukasi kartu su juo.The housings 17 and 18 (Fig. 2) center the stator 13 and the rotor 9, which have a vent fan 19, which is firmly welded to each pole 11 (Fig. 2). The fan blades 19 rotating together with the poles are provided to cool the generator. FIG. 1 shows one embodiment of the fan fan 20, wherein the fan fan 20 is mounted outside the housings 2 and 3. FIG. Fig. 2 shows another embodiment of the fan fan 19, wherein the fan fan 19 is simply welded to each pole and rotates therewith.

Iš aukščiau pateikto (Fig. 1 ir 2) polių 8 ir 11, pagamintų pagal šio išradimo aprašymą, aiškinimo jų funkcionavimo ypatybės turėtų būti neblogai suprantamos.From the above interpretation of (Figs. 1 and 2) the poles 8 and 11 made in accordance with the description of the present invention should be well understood.

Išradybinio proceso metu pareiškėjas nustatė, kad žemo anglingumo plieno atitinkama grūdėtoji struktūra didina baigto poliaus magnetinę skvarbą. Be anglies, pareiškėjo naudojamame žemo anglingumo pliene paprastai yra randama kitokių priemaišinių elementų, tokių kaip Cr, Mo, Ni, Co, Cu, Nb, Ti, V, W, Pb, B, As, Se. Kaip bus smulkiau aprašyta toliau, šie. esantys priemaišiniai elementai vaidina svarbų vaidmenį formuojantis grūdėtajai struktūrai grūdinimo proceso metu.During the inventive process, the Applicant found that the corresponding grain structure of low carbon steel increases the magnetic permeability of the finished pole. In addition to carbon, other impurity elements such as Cr, Mo, Ni, Co, Cu, Nb, Ti, V, W, Pb, B, As, Se are commonly found in the applicant's low carbon steel. As will be described in more detail below, these. impurities play an important role in the formation of the grained structure during the hardening process.

Pareiškėjas nustatė, kad, ruošiant plieno gabalą karštajam kalimui, yra optimalu tai daryti iš plieno strypų šaltojo pjovimo būdu taip, kad gautasis pailgas plieno strypo gabalas būtų tokio ilgio (Fig. 3), kad jo tūris atitiktų maždaug poliaus tūrį, kurį jis įgytų po karštojo kalimo. Po to, kai strypas yra supjaustytas gerai žinomu būdu, kiekvienas plieno gabalas yra kaitinamas iki temperatūros, artimos plieno lydymosi temperatūrai, taip, kad kiekvienas gabalas suminkštėtų. Tada kiekvienam gabalui yra taikomas trijų etapų karštasis kalimas.The Applicant has found that, when preparing a steel piece for hot forging, it is optimal to do this by cold cutting the steel rods so that the resulting elongated steel rod piece is of such length (Fig. 3) that its volume approximates the pole volume it would gain after hot forging. After the rod is cut in a well known manner, each piece of steel is heated to a temperature close to the melting point of the steel so that each piece softens. Each piece is then subjected to a three-stage hot forging.

Plieno gabalas paprastai yra cilindrinės konfigūracijos, tai yra turi apvalią išorę ir yra pailgas pagal išilginę ašį. Karštojo kalimo proceso veiksmo pirmajame etape (Fig. 4) plieno gabalas yra dedamas ant laikiklio išilgine ašimi statmenai laikiklio plokštumai. Po to plieno gabalas yra veikiamas atitinkama jėga, kad jį suplotų taip, jog jis horizontalia kryptimi labai išsiplėstų, o vertikalia kryptimi, t. y. buvusios išilginės ašies kryptimi, kad sutrumpėtų. Plieno gabalo deformavimas turi būti tokio dydžio, jog jis garantuotų, kad medžiaga dengs visą vėliau naudojamo įrenginio paviršių. Dar kitu požiūriu Fig. 4 parodytas plieno gabalo deformavimas tinka pašalinti plieno gabalo paviršiaus nuodegoms, kurios atsiranda kaitinimo proceso, įvykusio prieš Fig. 4 parodytą etapą, metu.The piece of steel is generally of cylindrical configuration, ie has a rounded exterior and is elongated along its longitudinal axis. In the first step of the hot forging process (Fig. 4), a piece of steel is placed on the bracket longitudinal axis perpendicular to the bracket plane. The steel piece is then subjected to an appropriate force to flatten it so that it expands significantly in the horizontal direction and in the vertical direction, i.e. y. in the direction of the former longitudinal axis to shorten. The deformation of the piece of steel shall be such that it guarantees that the material will cover the entire surface of the unit to be used. In yet another view, FIG. The deformation of the steel piece shown in Fig. 4 is suitable for removing the surface scaling of the steel piece that results from the heating process that precedes Fig. 4 during the step shown.

Karštojo kalimo proceso antrajame ir trečiajame etape (Fig. 5 ir 6) suplotas plieno gabalas yra tuoj pat įdedamas tarp dviejų įrenginio pusių, viena iš įrenginio pusių yra nejudama, o kita - judama ir atitinkamai suderintai sumontuota su pirmąja puse, be to, pastaroji pusė kartu su pirmąja įrenginio puse gali didele jėga atitinkamai veikti suplotąjį plieno gabalą, kad pabaigus karštojo kalimo procesą plieno gabalas įgautų apytikrę poliaus formą. Turėtų būti suprantama, jog karštojo kalimo įrenginio kampai tarp vidinių sienelių yra padaryti šiek tiek buki, kad padarytą poliaus ruošinį iš įrenginio būtų lengviau išimti. Visiškai baigto poliaus atitinkamos sienelės turi būti statmenos viena kitai, tačiau, jei karštojo kalimo įrenginio atitinkamos sienelės būtų padarytos statmenos viena kitai, tai karštai kaltą pradinės formos poliaus ruošinį būtų sunku išimti iš įrenginio. Taigi šiek tiek buki kampai tarp vertikalių ir horizontalių įrenginio paviršių leidžia lengviau išimti kaltą gabalą, kuris bus toliau apdorojamas. Suplotas plieno gabalas yra presuojamas tarp įrenginio, parodyto Fig. 5, pusių, kad būtų pagamintas poliaus ruošinys, turintis tokį patį tūrį, kokį jis turės po veiksmo, kai bus panaudotas įrenginys, parodytas Fig. 6. Poliaus ruošinio, kuris gaunamas atlikus veiksmą su įrenginiu, parodytu Fig. 5, plokštumų sandūrų konfigūracija turi būti didesnių spindulių už tuos spindulius, kuriuos turės baigto poliaus plokštumų sandūrų konfigūracija. Tai daroma tam, kad medžiaga, veikiama mažesnės jėgos ir trinties, galėtų lengviau užpildyti tūrį. Tokiu būdu yra sumažinamas įrenginio dėvėjimąsis, taip pat ir įrenginio gadinimo galimybė yra daug mažesnė. Po to kai poliaus ruošinys yra apdorotas įrenginiu, parodytu Fig. 5, įrenginys, parodytas Fig. 6, yra naudojamas formuoti poliaus ruošiniui, turinčiam tikslesnius matmenis, kuriuos jis turi turėti prieš šaltąjį kalimą, t. y. pirmosios formos matmenis.In the second and third stages of the hot forging process (Figs. 5 and 6), the flattened steel piece is immediately placed between two sides of the unit, one side of the unit being stationary and the other being movable and mounted correspondingly to the first side. together with the first half of the unit, can apply a corresponding force to the flattened steel piece so that the steel piece has an approximate pole shape at the end of the hot forging process. It should be understood that the corners of the hot forging device between the inner walls are made slightly obtuse to facilitate removal of the made pole piece from the unit. The corresponding walls of the fully finished pole must be perpendicular to each other, but if the respective walls of the hot forging machine were made perpendicular to each other, the hot forged primary workpiece blank would be difficult to remove from the unit. Thus, slightly obtuse angles between the vertical and horizontal surfaces of the machine make it easier to remove the forged piece for further processing. The flattened piece of steel is pressed between the device shown in Figs. 5, to produce a pole blank having the same volume as it will have after the operation of the device shown in FIG. 6. A pole blank obtained by the operation of the device shown in FIG. 5, the configuration of the plane joints must be larger than the radii that the planar joint joints will have. This is to make the material easier to fill the volume with less force and friction. In this way, the wear of the device is reduced and the possibility of damage to the device is much reduced. After the pole workpiece is processed by the device shown in FIG. 5, the device shown in FIG. 6, is used to form a pole workpiece having more precise dimensions that it must have prior to cold forging, i. y. the dimensions of the first form.

Kadangi kalimo procesui palengvinti plieno gabalas buvo kaitinamas beveik iki plieno lydymosi temperatūros, tai, kai, baigus karštąjį kalimą, plienas vėsta, ant pradinės poliaus ruošinio formos paviršiaus atsiranda tam tikras kiekis nuodegų ir kitų paviršiaus nelygumų. Todėl, baigus karštąjį kalimą, kiekvienas poliaus ruošinys yra apipučiamas, pavyzdžiui, smėliu. Toks pūtimas smėliu nuvalo bet kokias metalo nuodegas ir sumažina pradinės poliaus ruošinio formos paviršiaus nelygumus.Because the steel piece was heated almost to the melting point of the steel to facilitate the forging process, as the forging ends, the steel cools down, causing a certain amount of scaling and other surface irregularities to appear on the surface of the original pole work. Therefore, after hot forging, each pole workpiece is blown, for example, with sand. This sand blasting removes any metal debris and reduces the surface roughness of the original pole piece shape.

Po to, kai kekvienas poliaus ruošinys yra suformuotas ir nuvalytas pučiamu smėliu, jis yra fosfatuojamas, t. y. kiekvienas poliaus ruošinys yra merkiamas į daugelį vonių. Apipūtimas smėliu ir fosfatavimas yra plačiai taikomi gaminant plieno komponentus, ir šie procesai poliaus ruošiniui yra atliekami įprastu būdu. Fosfatavimo procese poliaus paviršius išsitepa, o tai padidina po to einančio šaltojo kalimo efektyvumą.After each pole piece is formed and blast cleaned, it is phosphated, i. y. each pole piece is immersed in many baths. Sand blasting and phosphating are widely used in the production of steel components, and these processes are carried out in the usual way for a pole workpiece. During the phosphating process, the surface of the pole gets smeared, which increases the efficiency of the subsequent cold forging.

Vėliau kiekvienas poliaus ruošinys yra šaltai kalamas taip, kaip parodyta Fig. 7 - 10. Šaltojo kalimo metu poliaus ruošinys yra dedamas į įrankį, o kitas įrankis slegia poliaus ruošinį slėgiu nuo 50000 iki 70000 psi, taip metalas suspaudžiamas ir jo matmenys sumažinami ne daugiau kaip 10%. Reikia paminėti, kad įrenginys naudojamas šaltajam kalimui, yra padarytas taip, kad neturėtų bukųjų kampų, kurie pradžioje buvo reikalingi, kad būtų galima lengviau išimti pradinės formos poliaus ruošinį iš karštojo kalimo įrenginio. Taigi po to, kai šaltojo kalimo procesas yra baigtas, aukščiau minėti paviršiai yra statmeni vienas kitam, kaip tai yra būtina baigtam poliui. Šaltojo kalimo proceso metu yra suformuojama antroji tarpinė forma.Thereafter, each pole piece is cold forged as shown in Figs. 7 - 10. During cold forging, the pole piece is placed in a tool and another tool presses the pole piece at a pressure of 50,000 to 70,000 psi, thereby compressing the metal and reducing its dimensions by up to 10%. It should be noted that the device is used for cold forging, is made in such a way that it does not have the blunt angles initially required to facilitate removal of the original shaped pole piece from the hot forging device. Thus, after the cold forging process is completed, the above surfaces are perpendicular to each other as is necessary for the finished pole. A second intermediate form is formed during the cold forging process.

Kaip tai yra parodyta įvairiose figūrose, polius turi centrinę atitinkamo reljefo dalį, vadinamąjį pusšerdį. Šaltojo kalimo proceso metu metalo grūdėtoji struktūra yra susiplojusi, nes metalas buvo slegiamas, kad sumažėtų matmenys. Dėl pusšerdžio matmenų, kaip parodyta figūrose, ir dėl įrenginio tam tikrų matmenų, parodytų Fig. 7 - 10, šaltojo kalimo metu poliaus ruošinio pusšerdžio didesnis plotas yra veikiamas didesne jėga, todėl čia slėgimo jėgos yra didesnės negu kitose poliaus vietose. Praktiškai poliaus pusšerdis gali gauti net dvigubai didesnę slėgimo jėgą negu poliaus išorė. Projektuodamas šaltojo kalimo įrangą, turinčią padidintą pusšerdį veikiančią slėgimo jėgą, pareiškėjas nustatė, kad pusšerdžio grūdeliai pasidaro stambesni tada, kai jie kaitinami grūdinimo proceso metu. Kadangi generatoriaus ritės kuriamas magnetinis srautas eina per pusšerdį, stambesnių grūdelių buvimas pusšerdyje leidžia laisviau sklisti magnetiniam srautui per jį, kitais žodžiais tariant, atsiranda didesnė magnetinė skvarbą.As shown in the various figures, the pole has a central part of the respective terrain, the so-called semiconductor. During the cold forging process, the grain structure of the metal is diluted because the metal has been compressed to reduce its dimensions. Due to the semi-core dimensions as shown in the figures and due to certain dimensions of the device shown in Figs. 7 - 10, during cold forging, the larger area of the semicore of the pole workpiece is subjected to a greater force, so that the compression forces here are greater than in other parts of the pole. In practice, the pole semiconductor can receive up to twice the compressive force of the pole outside. In designing cold forging equipment with an increased semiconductor compression force, the applicant found that semiconductor grains become larger when heated during the annealing process. Because the magnetic flux generated by the generator coil passes through the semiconductor, the presence of larger grains in the semiconductor allows the magnetic flux to flow more freely through it, in other words, greater magnetic permeability.

Toliau bus nagrinėjamos Fig. 7-10. Fig. 7 parodytas poliaus ruošinys, kuris, prieš veikiant jį kokiu nors slėgiu, yra įdėtas tarp šaltojo kalimo įrenginio pusių. Fig. 8 parodyta, kaip viršutinė šaltojo kalimo įrenginio pusė (kūjis) spaudžia poliaus ruošinį žemyn taip, kad kūjo išoriniai kraštai, susilietę su apatine įrenginio dalimi, nukerta atplaišas, esančias poliaus ruošinio išorėje. Šiuo atveju šaltojo kalimo proceso metu poliaus ruošinio paviršius veikia nedideli slėgiai. Lyginant Fig. 8 ir 7 yra aišku, kad kūjo slinkimas žemyn tiktai (a) nukerpa poliaus ruošinio išorėje esančias atplaišas ir (b) įstumia poliaus ruošinį į įdubimą, kuris padarytas apatinėje įrenginio pusėje.The following will be considered in Figs. 7-10. FIG. Fig. 7 shows a pole piece which is inserted between the sides of a cold forging machine before being subjected to any pressure. FIG. 8 shows how the upper side of the cold forging machine (the hammer) presses down the piling workpiece so that the outer edges of the hammer, in contact with the lower part of the machine, cut off the chips on the outside of the piling workpiece. In this case, low pressures are exerted on the surface of the pole work during the cold forging process. By comparing Figs. It is clear from Figures 8 and 7 that sliding the hammer down only (a) cuts off the openings on the outside of the pile workpiece and (b) pushes the pile workpiece into a recess made on the underside of the unit.

Po to, kaip parodyta Fig. 9, viršutinė įrenginio pusė (kūjis), slėgdama viršutinį poliaus ruošinio paviršių, keičia poliaus ruošinio pirštų formą ir pusšerdį. Fig. 10 parodyta, kaip toliau slinkdamas kūjis pradeda slėgti visą poliaus ruošinio paviršių. Kaip matyti Fig. 10, pirštų viršūnės ir pusšerdžio išorė yra veikiama didesnio slėgio negu kitos poliaus ruošinio dalys. Fig. 17 labiau slegiami paviršiai yra pažymėti skaičiais 21, ir tai bus smulkiai aprašyta toliau. Kaip bus pabrėžta toliau, sritys, parodytos Fig. 17 ir pažymėtos skaičiumi 21, dėl didesnio slėgio veikimo pasidaro kietesnės.Afterwards, as shown in Figs. 9, the upper side of the device (hammer) changes the shape and half-core of the pole piece by pressing the upper surface of the pole piece. FIG. 10 shows how the hammer begins to press against the entire surface of the pole work as it continues to slide. As can be seen in Figs. 10, the exterior of the fingertip and semiconductor is subjected to a higher pressure than the other parts of the pole workpiece. FIG. 17, the more depressed surfaces are designated 21 and will be described in detail below. As will be emphasized below, the areas shown in Figs. 17 and numbered 21 make them harder due to higher pressure action.

Palyginti su ankščiau žinomais metodais, svarbu pažymėti ypatingą tokio, šiame išradime aprašyto, polių gamybos metodo pranašumą. Pagal vieną ankščiau žinomą metodą (pvz. US 5016340) poliaus ruošinys yra kalamas taip, kad pradžioje įgautų plokščią konfigūraciją, o jo forma būtų panaši į žvaigždę, po to pirštai yra formuojami lenkiant taip, kad žvaigždės smaigaliai lenkimo proceso metu taptų statmeni centrinei daliai. Tokiu būdu suformuojamas polius, kurio forma panaši į čia nagrinėjamo poliaus formą. Tačiau, kai yra naudojama tokia grūdeliai nebūna lenkimo vienodai operacija, išrikiuoti.It is important to note the particular advantage of such a method of producing piles as described in the present invention compared to the prior art methods. According to one of the previously known methods (e.g. US 5016340), the pole piece is forged to initially have a flat configuration and have a star-like shape, then the fingers are formed by bending so that the star spikes become perpendicular to the central portion during the bending process. In this way, a pole is formed which has a shape similar to that of the pole considered here. However, when such grains are used, there is no uniform bending operation to line up.

visiall

Tokio poliaus poliaus pirštų grūdeliai išsidėsto statmenai centrinės poliaus dalies grūdeliams. Jei tai būtų palyginta su šiuo išradimu, kai pirštai ir centrinė poliaus dalis gaminama naudojant kalimo operaciją ir labai mažą vėlesnį pirštų lenkimą, tai būtų matyti, kad išradimo atveju viso poliaus visi grūdeliai yra išrikiuoti ta pačia kryptimi, o tai padidina magnetinę skvarbą. Taigi karštojo kalimo proceso naudojimas, palyginti su kitais žinomais būdais, poliaus gamyboje turi svarbų privalumą. Kita vertus, kai polius yra gaminamas taip, kaip aukščiau aprašyta, tai yra poliaus ruošinys yra kalamas taip, kad pradžioje įgautų plokščią konfigūraciją ir jo forma būtų panaši į žvaigždę, o pirštai būtų formuojami lenkiant žvaigždės smaigalius, baigtas polius negalėtų turėti pusšerdžio, kaip kad turi pusšerdį polius, gaminamas pagal šį išradimą. Taigi, kai generatoriaus rotorius yra konstruojamas iš polių, pagamintų žinomais būdais, tarp polių poros turi būti įterpiama atskira šerdis. Tada tarp šerdies galų ir priešingų polių paviršių susidaro dvi nereikalingos oro ertmės, kurios mažina generatoriaus išėjimo galią. Tokia problema neatsiranda, kai poliai yra gaminami pagal šį išradimą. Šiuo atveju kiekvienas polius turi pusšerdį, todėl, kai generatoriaus rotoriuje poliaus dalys yra sumontuojamos kartu viena prieš kitą, tarp atitinkamų pusšerdžių paviršių susidaro tik viena nereikalinga oro ertmė, taigi išėjimo galios nuostoliai, atsirandantys dėl vienom oro ertmės, yra perpus mažesni negu ankstesniuoju atveju.The finger grain of such a pole is perpendicular to the grain of the central pole. If compared to the present invention, where the fingers and the central pole are produced by forging operation and very little subsequent flexion of the fingers, it would be seen that in the case of the invention all the grains of the entire pole are aligned in the same direction, which increases magnetic permeability. Thus, the use of the hot forging process in the production of a pole has an important advantage over other known methods. On the other hand, when a pole is manufactured as described above, that is, the pole piece is hammered so that it initially has a flat configuration and is shaped like a star, and fingers are formed by bending the star spikes. has a semiconductive pole produced in accordance with the present invention. Thus, when the generator rotor is constructed of poles made in known ways, a separate core must be inserted between the pair of poles. Then, two redundant air cavities are formed between the core ends and the opposite pole surfaces, which reduce the output power of the generator. Such a problem does not occur when piles are manufactured according to the present invention. In this case, each pole has a semiconductor, so that when the generator rotor is mounted against each other, only one unnecessary air cavity is formed between the respective semiconductor surfaces, so that the output power loss due to the single air cavity is halved.

Svarbu pabrėžti, kad jei polius yra padarytas pagal šį išradimą, tai beveik taisyklinga grūdelių krypties simetrija didina atsparumą lenkimo jėgoms, kurios veikia poliaus pirštus, esant generatoriaus rotoriaus didelėms apsukoms. Be to, kadangi pagal šį išradimą polius gaminamas kartu su ištisiniu pusšerdžiu, jis gali būti storesnis, tai taip pat suteikia didesnį atsparumą lenkimo jėgoms.It is important to emphasize that if the pole is made in accordance with the present invention, the almost correct grain direction symmetry increases the resistance to bending forces acting on the pole fingers at high revolutions of the generator rotor. In addition, since the pole according to the present invention is manufactured with a continuous semiconductor, it can be thicker, which also gives greater resistance to bending forces.

Kita vertus, pareiškėjas nustatė, kad, kai šaltojo kalimo proceso metu žemo anglingumo plienas yra slegiamas, susidaro tiesios plokščių grūdelių eilės. Šiame polių gamybos etape pamatavus magnetinę skvarbą randama, kad ji yra maža. Taigi svarbu suprasti, kad po šaltojo kalimo proceso reikia rekristalizuoti grūdėtąją struktūrą arba padidinti grūdelius tiek, kad padidėtų magnetinė skvarbą.On the other hand, the applicant has found that when flat carbon steel is pressurized during cold forging, straight rows of flat grains are formed. At this stage of the pile production, magnetic permeability measurement is found to be low. Thus, it is important to understand the need to recrystallize the grain structure after the cold forging process or to increase the grain size to increase the magnetic permeability.

Šaltojo kalimo proceso metu, o tai gerai matoma Fig. 7 ir 8, nuo poliaus ruošinio išorės yra pašalinama atplaiša, kuri susidaro pradiniu karštojo kalimo proceso metu. Judant viršutinei įrenginio pusei, jo aštri išorinė briauna nukerta poliaus ruošinio išorėje esantį atplaišos gabalą, kuris arba išmetamas arba perdirbamas. Po to poliaus ruošinys yra toliau apdorojamas dviejų veiksmų keturių etapų apdailinimo metu.During the cold forging process, which is clearly seen in Figs. 7 and 8, the splint that is formed during the initial hot forging process is removed from the outside of the pole workpiece. As the upper half of the unit moves, its sharp outer edge cuts the piece of debris on the outside of the pole workpiece, which is either discarded or recycled. The pole workpiece is then further processed in a two-step four-step finishing operation.

Toliau yra nagrinėjamos Fig. 11, 12, 13 ir 14, kuriose atitinkamai parodyta įrenginio ir poliaus ruošinio jame skersinių pjūvių vaizdai apdailinimo metu. Fig. 11 ir 12 yra parodytas įrenginys 22, kuris skirtas apdailinimo pirmajam veiksmui, ir kuris turi gaubtą 23, gaubiantį stacionarų įrankį 24, turintį nedidelę skersmens x cilindrinės formos kiaurymę 25, kuri žemiau išsiplečia į pailgintą kamerą 26. Slankiojantis įrankis 27 turi centrinę kiaurymę 28, į kurią yra įstatytas slankiojantis kaištis 29. Kaištis 29 paprastai yra cilindrinės formos ir jo skersmuo y yra didesnis už kiaurymės 25 skersmenį x. Kaip parodyta Fig. 11, apdailinimo pirmojo veiksmo pirmajame etape įrankis 27 slegia poliaus ruošinio 30 viršutinį paviršių taip, kad dėl šio veiksmo tam tikros paviršiaus vietos sukietinamos. Fig. 17 numeriu 21 yra pažymėtos tos sukietintos paviršiaus vietos.Referring to FIG. 11, 12, 13 and 14, respectively, showing cross-sectional views of the device and the pole workpiece therein during finishing. FIG. 11 and 12 show a device 22 for the first step of finishing and having a cover 23 enclosing a stationary tool 24 having a small diameter x cylindrical bore 25 which extends below to an elongate chamber 26. The sliding tool 27 has a central bore 28, to which a sliding pin 29 is inserted 29. The pin 29 is generally cylindrical and has a diameter y greater than the diameter x of the orifice 25. As shown in Figs. 11, in the first step of the finishing first step, the tool 27 presses the upper surface of the pole blank 30 in such a way that certain surface areas are hardened by this step. FIG. 17 at number 21 are those hardened surface locations.

Fig. 12 parodytas įrankis 27, kuris nejuda poliaus ruošinio 30 viršutinio paviršiaus atžvilgiu, o kaištis 29, veikiant jėgai, išstumia poliaus ruošinio 30 pusšerdžio dalį per įrankio 24 kiaurymę 25 į kamerą 26. Ši operacija yra žinoma kaip išstūmimo operacija, ir yra svarbu paminėti, kad kaiščio 29 skersmuo y yra didesnis už kiaurymės 25 skersmenį x. Toks kaiščio 29 ir kiaurymės 25 skersmenų skirtumas verčia kiaurymę 25 veikti kaip ribotuvą, tai yra taip kaip hidraulinėse sistemose. Terminas ribotuvas yra suvokiamas taip pat, kaip tekančių skyščių sistemose. Pareiškėjas nustatė, kad, jei kiaurymės 25 skersmuo yra mažesnis už kaiščio 29 skersmenį, tai kiaurymė, kuri susidaro poliaus ruošinyje 30 veikiant kaiščiui 29, tiksliai išlaiko cilindro formą. Be to, kiaurymės 25 ribojimo efektas apsaugo, kad kaiščiu 29 išspaudžiama medžiaga nelūžtų pirmiau negu ši operacija bus baigta.FIG. 12 shows a tool 27 that does not move relative to the top surface of the pole piece 30, and a pin 29 pushes a semiconductive portion of the pole piece 30 through the hole 25 of the tool 24 into the chamber 26 by force. This operation is known as ejection operation. the diameter y of the pin 29 is greater than the diameter x of the hole 25. This difference in the diameter of the pin 29 and the hole 25 causes the hole 25 to act as a stop, that is, as in hydraulic systems. The term limiter is perceived in the same way as in flowing fluid systems. Applicant has determined that if the diameter of the hole 25 is smaller than the diameter of the pin 29, the hole formed in the pole piece 30 by the action of the pin 29 retains exactly the shape of the cylinder. In addition, the effect of restricting the aperture 25 prevents the material extruded by the pin 29 from breaking before this operation is completed.

Fig. 13 ir 14 rodomas antrasis apdailinimo veiksmas. Poliaus ruošinys, kuris buvo apdorotas taip, kaip parodyta Fig. 12, yra išimamas iš įrenginio 22 ir dedamas į įrenginį 32 taip, kaip parodyta Fig. 13. Įrenginys 32 turi gaubtą 33 ir apatinę įrenginio dalį 34 su kiauryme 35, kuri turi ertmę 36. Kiaurymė 35 turi cilindrinę z skersmens konfigūraciją. Įrenginys 32 taip pat turi judančią įrenginio dalį 37, turinčią centrinę kiaurymę 38, kurioje gali šliaužioti cilindrinis kaištis 39. Kaištis 39 turi skersmenį y kaip ir kaištis 29, kuris parodytas Fig. 11 ir 12. Be to, kiaurymės 35 skersmuo z yra truputį didesnis už skersmenį y, tai yra didesnis tiek, kad kiaurymė 35 netrukdytų joje judėti kaiščiui 39. Kaip parodyta Fig. 13, antrojo apdailinimo veiksmo pirmajame etape poliaus ruošinys 31 yra uždedamas ant įrenginio dalies 34, o įrenginio dalis 37 prispaudžiama prie poliaus viršutinio paviršiaus. Įrenginio dalies 37 išoriniai paviršiai 40 yra padaryti taip, kad pirštams 41 suteiktų norimą galutinę konfigūraciją.FIG. 13 and 14 show the second finishing step. A pole workpiece that has been treated as shown in Figs. 12, is removed from unit 22 and inserted into unit 32 as shown in FIG. 13. The device 32 has a shroud 33 and a lower portion 34 of the device with a hole 35 having a cavity 36. The hole 35 has a cylindrical configuration of diameter z. The device 32 also has a movable part 37 of the device having a central hole 38 in which the cylindrical pin 39 can creep. The pin 39 has a diameter y as the pin 29 shown in FIG. 11 and 12. In addition, the diameter z of the orifice 35 is slightly larger than the diameter y, so that the orifice 35 does not impede the movement of pin 39 therein. 13, in the first step of the second finishing operation, the pole piece 31 is placed on the unit portion 34 and the unit portion 37 is pressed against the top surface of the pole. The outer surfaces 40 of the device portion 37 are made to provide the fingers 41 with the desired final configuration.

Kai įrenginio dalis 37 yra padėtyje, parodytoje Fig. 14, kaištis 39 išstumia gabalėlį 42 ir poliaus ruošinyje 31 baigia formuoti kiaurymę 43. Kiaurymės 35 skersmuo yra toks, kad kaištis 39 pereina per ją nesiliesdamas prie sienelių.When the device portion 37 is in the position shown in FIG. 14, pin 39 displaces piece 42 and completes hole 43 in pole piece 31, so that pin 39 passes through it without touching the walls.

Kad geriau būtų galima suprasti procesus, parodytus Fig. 11 - 14, įrenginio dalis 27, kuri parodyta Fig. 11 ir 12, slegia poliaus ruošinį apie 40 Kg/mm² slėgiu. Tuo tarpu kaištis 29, kad galėtų pramušti kiaurymę 43, slegia poliaus ruošinį apie 130 Kg/mm² slėgiu. Apdailinime poliaus ruošinys įgyja trečiąją galutinę formą.To better understand the processes shown in Figs. 11 - 14, a portion 27 of the device shown in FIGS. 11 and 12, apply pressure to the pole blank at a pressure of about 40 Kg / mm ² . Meanwhile, pin 29 presses the pole workpiece at a pressure of about 130 Kg / mm ² to pierce the hole 43. In finishing, the pole piece takes on a third final shape.

Po to, kai apdailinimas, kuris parodytas Fig. 11 - 14, yra baigtas, poliaus ruošinys yra panardinamas į 14 pH vonią, skirtą cinko stearatams nuo jo paviršiaus pašalinti, kad prie poliaus paviršiaus būtų galima privirinti vėduoklę. Privirinus ventiliacinę vėduoklę prie kiekvieno poliaus išorinio paviršiaus, galima efektyvi generatoriaus ventiliacija, kelianti labai mažai triukšmo .palyginti su žinomomis konstrukcijomis. Efektyviai ventiliuojant, generatoriaus temperatūra, o ypač varinių ričių temperatūra, yra palaikoma santykinai maža, tuo pat metu varinių ričių varža yra santykinai maža, o tai savo ruožtu, kaip paaiškinta aukščiau, padidina magnetinį srautą. Po to paviršiaus oksidacijai išvengti polius yra grūdinamas inertinėje aplinkoje. Inertinės aplinka yra mišinys, turintis apie 95¾ azoto ir 5¾ vandenilio. Yra žinoma, kad ruošiami suvirinti paviršiai yra mechaniškai apdorojami, pavyzdžiui, trinami. Pareiškėjas nustatė, kad panardinimas į 14 pH vonią yra efektyviausias būdas cinko stearatams nuo paviršiaus pašalinti ir ekonominiu požiūriu yra pigesnis negu mechaninis apdorojimas, pavyzdžiui, trynimas. Todėl, taikant ši išradimą, gamybos išlaidos sumažėja.After the trim shown in Figs. 11 - 14 is complete, the pole piece is immersed in a 14 pH bath to remove zinc stearates from its surface to allow the fan to be welded to the pole surface. By welding the ventilation fan to the outer surface of each pole, it is possible to efficiently ventilate the generator with very little noise compared to known designs. With effective ventilation, the temperature of the generator, and in particular the temperature of the copper coils, is maintained relatively low while the resistance of the copper coils is relatively low, which in turn, as explained above, increases the magnetic flux. The pile is then tempered in an inert environment to prevent surface oxidation. An inert environment is a mixture of about 95¾ nitrogen and 5¾ hydrogen. It is known that the welded surfaces to be prepared are subjected to mechanical treatment, such as rubbing. The applicant found that immersion in a pH bath of 14 was the most effective way of removing zinc stearates from the surface and was economically less expensive than mechanical treatment such as rubbing. Therefore, the present invention reduces production costs.

Grūdinimo veiksmas yra geriau suvokiamas iš grūdinimo procesą Iliustruojančios temperatūros priklausomybės nuo laiko, kuri pateikta Fig. 15. Galutinai baigtas polius yra kaitinamas nuo kambario temperatūros iki 800-900°C nuo vienos valandos dešimties minučių iki vienos valandos trisdešimties minučių. Po to polius yra laikomas maksimalioje temperatūroje nuo dvidešimties minučių iki šešiasdešimties minučių. Vėliau polius yra palaipsniui vėsinamas beveik iki kambario temperatūros nuo 270 iki 310 minučių.The quenching action is better understood from the temperature dependence of the quenching time versus time shown in FIGS. 15. The finished pole is heated from room temperature to 800-900 ° C for one hour ten minutes to one hour thirty minutes. The pole is then kept at a maximum temperature of twenty minutes to sixty minutes. Subsequently, the pole is gradually cooled to near room temperature for 270 to 310 minutes.

Pareiškėjas nustatė, kad kuo daugiau procentų bus sumažintas poliaus storis šaltojo kalimo proceso metu, tuo reikės žemesnės maksimalios grūdinimo temperatūros, kad būtų efektyviau grūdinama.The applicant found that the greater the percent reduction in the thickness of the pole during the cold forging process, the lower the maximum quenching temperature would be required for more efficient quenching.

Pareiškėjas taip pat nustatė, kad aukščiau minėti priemaišų elementai įsiskverbia į grūdėtąją struktūrą difuzijos būdu grūdinimo proceso kaitinimo fazėje, kai grūdeliai plečiasi. Jei grūdinimo proceso šaldymo fazė vyksta per lėtai, geležies karbidai nusėda grūdelių sandūrose. Jei grūdinimo proceso vėsimo fazė vyksta per greitai, perlitas, kuris yra grūdelyje kaip anglies ir geležies kombinacija, difunduoja per grūdelius. Dėl to mažai geležies karbido išsidėsto grūdelių jungimosi vietose. Optimaliam rezultatui gauti vėsimo laikas yra parenkamas toks, kad perlitai pasiskirstytų grūdėtojoje struktūroje ir geležies karbidai išsidėstytų grūdelių jungimosi vietose.The applicant also found that the aforementioned impurity elements penetrate the grain structure by diffusion during the heating phase of the hardening process as the grain expands. If the cooling phase of the hardening process is too slow, iron carbides are deposited at the grain junctions. If the cooling phase of the quenching process is too fast, the perlite, which is present in the grain as a combination of carbon and iron, diffuses through the grain. As a result, little iron carbide is deposited at the grain junctions. For optimum results, the cooling time is chosen such that the pearlite is distributed in the grain structure and the iron carbides are located at the grain junction.

Pareiškėjas nustatė, kad, kai vėsimas grūdinimo proceso metu yra atliekamas per greitai, gautas polius yra sunkiai mechaniškai apdirbamas, todėl šiuo atveju sunku gauti estetišką baigto poliaus vaizdą. Norint nesunkiai įsitikinti, ar grūdinimo proceso metu vėsimas atliktas per greitai, galima paviršių pabraižyti.The applicant has found that when cooling during the quenching process is carried out too quickly, the resulting pole is difficult to mechanically process, making it difficult in this case to obtain an aesthetic view of the completed pole. The surface can be scratched to make it easy to see if the quenching process is too fast.

Pareiškėjas taip pat nustatė, kad jei grūdinimo proceso metu vėsimo trukmė yra optimali, perlitas pasiskirsto metalo grūdelių viduje, tuo būdu optimizuodamas magnetinę skvarbą. Kai vėsimo proceso trukmė yra parinkta optimaliai 270-310 minučių intervale, geležies karbidai daugiausia yra išsidėstę grūdelių sandūrose, todėl yra lengvesnės poliaus mechaninio apdirbimo sąlygos.The applicant also found that if the cooling time during the annealing process is optimal, the perlite is distributed inside the metal grain, thereby optimizing the magnetic permeability. When the cooling time is selected at an optimum interval of 270-310 minutes, iron carbides are predominantly located at grain junctions, thus facilitating the machining of the pole.

Fig. 17 - 23 parodyti vaizdai padės geriau suprasti, kas nutinka praktikoje išradimo realizavimo metu. Fig. 17 yra parodyta poliaus ruošinio 44 su pirštais pjūvio pusė, t. y. Fig. 17 yra parodytos trys poliaus sritys 45, 21 ir 46 - kurios atitinkamai susietos su vaizdais, parodytais Fig. 18, 19 ir 20, taip pat Fig. 21, 22 ir 23, ir kurios žemiau bus smulkiau aprašytos.FIG. Figures 17 to 23 will help to better understand what happens in practice during the practice of the invention. FIG. 17 is a sectional side view of a finger piece 44 of the pole piece, i. y. FIG. 17 shows three pole areas 45, 21 and 46, respectively associated with the images shown in FIGS. 18, 19 and 20, and also Figs. 21, 22 and 23, which will be described in more detail below.

Fig. 18, 19 ir 20 yra pateiktos poliaus ruošinio, kuris buvo šaltai kaltas, bet dar negrūdintas, atitinkamų sričių 45, 21, ir 46, parodytų Fig. 17, mikrostruktūros fotografijos. Ypatingą dėmesį galima atkreipti į Fig. 19 pateiktą vaizdą, rodantį srities 21 sukietinimo efekto rezultatą, kuris tampa daug aiškesnis, kai jis palyginamas su nekietintos srities 46 vaizdu, parodytu Fig. 17, ir su daug mažiau negu sritis 21 kietinta sritimi 45.FIG. 18, 19, and 20, respectively, are shown in respective regions 45, 21, and 46 of a pole blank that has been cold-forged but not hardened yet. 17, microstructure photographs. Particular attention can be drawn to Figs. 19 shows the result of the hardening effect of the area 21, which becomes much clearer when compared to the image of the non-hardened area 46 shown in FIG. 17, and with a much less solidified region 45 than region 21.

Fig. 21, 22 ir 23 atitinka Fig. 18, 19 ir 20. Fig. 21 parodyta sritis 45, Fig. 22 parodyta sritis 21 ir Fig.FIG. 21, 22 and 23 correspond to Figs. 18, 19 and 20. Figs. 21 shows an area 45, FIG. 22 shows the area 21 and FIG.

parodyta sritis 46, kaip tai buvo pažymėta Fig. 17. Tačiau Fig. 21, 22 ir 23 yra parodyti poliaus vaizdai, kai polius buvo užgrūdintas, kylant kaitinimo fazės temperatūrai iki 880 laipsnių Celsijaus. Lyginant Fig. 21 su Fig. 18, Fig. 22 su Fig. 19 bei Fig. 23 su Fig. 20, galima nesunkiai pastebėti grūdėtosios struktūros stambėjimą, taip pat didelį grūdelių ribų ryškumą, atsiradusį grūdinimo proceso kaitinimo fazės metu. Tai paaiškinama tuo, kad grūdinimo procesas, kuris yra atliktas pagal šį išradimą, didina magnetinę skvarbą dėl grūdėtosios struktūros stambėjimo, grūdelių ribų išryškėjimo ir susidarymo magnetinio tako, turinčio mažesnį pasipriešinimą magnetiniam srautui. Pasipriešinimas magnetiniam srautui būtų didesnis, jei grūdinimo proceso nebūtų buvę.shows area 46 as noted in FIG. 17. However, FIG. 21, 22, and 23 are views of the pole when the pole has been tempered to 880 degrees Celsius during the heating phase. By comparing Figs. 21 with FIG. 18, FIG. 22 with Figs. 19 and FIG. 23 with Figs. 20, it is easy to observe the increase in grain structure as well as the high sharpness of grain boundaries during the heating phase of the hardening process. This is explained by the fact that the quenching process carried out according to the present invention increases the magnetic permeability due to the coarsening of the grain structure, the appearance of grain boundaries and the formation of a magnetic path having a lower resistance to magnetic flux. The resistance to the magnetic flux would be higher if the hardening process had not occurred.

Fig. 16 yra parodytas pjūvis žiedo, kurį naudojo pareiškėjas įvairioms poliaus, pagaminto pagal šį išradimą, bei polių, pagamintų pagal kitus būdus, magnetinėms ir elektrinėms charakteristikoms matuoti ir lyginti.FIG. 16 is a sectional view of a ring used by the applicant to measure and compare various magnetic and electrical characteristics of a pole made in accordance with the present invention and poles made in other ways.

Fig. 16 žiedas yra cilindrinės formos ir turi apvalią kiaurymę, kurios skersmuo d. Žiedo išorinis skersmuo yra D, o storis nuo viršaus iki apačios - e. Poliaus, kuris padarytas pagal šį išradimą, ypatybėms nustatyti yra daromi žiedai, parodyti Fig.16. Vieni žiedai yra daromi pagal tą procesą, kuris yra aprašytas šiame išradime, o kiti pagal tą procesą, su kuriuo šis išradimas yra lyginamas. Pareiškėjas supranta, kad procesas, gaminant medžiagą, iš kurios gaminamas žiedas ir su kuria lyginama, skiriasi nuo čia aprašyto proceso. Žiedas, su kurio lyginama, yra gaminamas pagal to poliaus, su kuriuo lyginama, gamybos procesą. Kiekvienu atveju žieduose yra sudaroma apvija, kuri jungiama prie elektros srovės šaltinio ir kuri turi tokį patį laidininko vijų skaičių. Kiekvienai paduodamai srovės reikšmei yra matuojami šie dydžiai:FIG. Ring 16 is cylindrical in shape and has a round hole of diameter d. The outer diameter of the ring is D and the thickness from top to bottom is e. The rings shown in Fig. 16 are made to determine the properties of the pole made in accordance with the present invention. Some rings are made according to the process described in the present invention, and others according to the process with which the present invention is compared. The Applicant understands that the process for producing the ring material to which the ring is made differs from the process described herein. The ring being compared is manufactured according to the manufacturing process of the pole to be compared. In each case, the rings are formed with a winding which is connected to an electrical power source and has the same number of conductor turns. The following values are measured for each current value supplied:

ϋΦ- magnetinio srauto pokytis miliveberiais (mWb),ϋΦ- change in magnetic flux in millibars (mWb),

B - magnetinė indukcija tešlomis (T), μ - magnetinė skvarbą santykiniais vienetais,B - magnetic induction in dough (T), μ - magnetic permeability in relative units,

H - magnetinio lauko stipris ampervijomis į milimetrą (A.n/mm).H is the magnetic field strength in amperes per millimeter (A.n / mm).

Žiedas 47, kuris pagamintas pagal šį išradimą, yra 10 tokių matmenų:The ring 47 produced according to the present invention has 10 dimensions:

D = 40,118 mm, d - 19,854 mm, e = 10.042 mm, pjūvio plotas = ((D - d) / 2) x e = 101.745 mm2, magnetinės grandinės ilgis = 94.203 mm.D = 40.118 mm, d = 19.854 mm, e = 10.042 mm, slice area = ((D - d) / 2) x e = 101.745 mm2, magnetic chain length = 94.203 mm.

lentelėje pateikti šio žiedo duomenys, kurie gauti tekant skirtingoms elektros srovės stiprio reikšmėms nuo 0.25 A. iki 5 A apvijos grandinėje, kuriančioje magnetinį srautą.The following table shows the data for this ring obtained at different values of electric current from 0.25 A. to 5 A. winding circuit generating magnetic flux.

Žiedas 47, su kuriuo lyginama, yra tokių matmenų:The ring 47 to be compared has the following dimensions:

D = 39,996 mm, d - 19,938 mm, e - 10.150 mm, pjūvio plotas = ( (D - d) / 2) x e = 101.794 mm2, magnetinės grandinės ilgis = 94.166 mm.D = 39.996 mm, d = 19.938 mm, e = 10.150 mm, slice area = ((D - d) / 2) x e = 101.794 mm2, magnetic chain length = 94.166 mm.

lentelėje pateikti šio žiedo duomenys, kurie gauti tekant skirtingoms elektros srovės stiprio reikšmėms nuo 0.25 A iki 5 A apvijos grandinėje, kuriančioje magnetinį srautą.The following table shows the data for this ring obtained at different values of electric current between 0.25 A and 5 A in the winding circuit producing the magnetic flux.

Fig. 24 yra parodyta diagrama, kurioje pateiktos lyginamųjų žiedų priklausomybės, siejančios magnetinio lauko stiprį ampervijomis į milimetrą (A.n/mm, su magnetine indukcija tešlomis (T) . Kaip matome iš diagramos, žiedas, kuris pagamintas pagal šiame išradime aprašytą procesą, turi didesnes magnetinės indukcijos vertes visoms magnetinio lauko stiprio vertėms, kurios parodytos diagramoje.FIG. Fig. 24 is a diagram showing the dependencies of the comparator rings on the amperage per millimeter (An / mm) of magnetic field with magnetic induction dough (T). As can be seen from the diagram, the ring produced by the process of the present invention has higher magnetic inductions. values for all magnetic field strength values shown in the diagram.

Fig. 25 yra diagrama, siejanti elektros srovės stiprį amperais (A) su magnetine skvarbą (sant. vienet.,, kuri taip pat rodo, kad žiedas, pagamintas pagal šiame išradime aprašytą procesą, turi didesnę magnetinę skvarbą kiekvienai tekančios apvija srovės reikšmei. Aišku, kad generatorius, kurio polius pagamintas pagal šį išradimą ir turi didesnę magnetinę skvarbą, yra geresnių parametrų.FIG. Fig. 25 is a diagram that links the amperage (A) of an electric current to a magnetic permeability (unit of A) which also shows that the ring produced by the process of the present invention has a higher magnetic permeability for each value of the flowing winding current. a generator having a pole according to the present invention having a higher magnetic permeability has better parameters.

lentelėtable

(A) (A) ϋΦ (mWb) ϋΦ (mWb) B (T) B (T) μ μ H (A.n/mm) H (A.n / mm) 0.25 0.25 3.67 3.67 0.263 0.263 2083 2083 92.8 92.8 0.5 0.5 21.67 21.67 0.589 0.589 2526 2526 185.7 185.7 0.75 0.75 29.33 29.33 0.823 0.823 2352 2352 278.6 278.6 1.0 1.0 35.33 35.33 0.99 0.99 2124 2124 371 371 1.5 1.5 42.57 42.57 1.19 1.19 1710 1710 557 557 2.0 2.0 45.33 45.33 1.273 1.273 1363 1363 743 743 2.5 2.5 48.00 48.00 1347 1347 1154 1154 928 928 3.0 3.0 50.00 50.00 1.400 1.400 1002 1002 1114 1114 3.5 3.5 51.33 51.33 1.440 1.440 882 882 1300 1300 4.0 4.0 52.17 52.17 1.464 1.464 784 784 1486 1486 4.5 4.5 53.33 53.33 1.497 1.497 712 712 1671 1671 5.0 5.0 54.00 54.00 1.516 1.516 649 649 1857 1857

lentelėtable

(A) (A) ϋΦ (mWb) ϋΦ (mWb) B (T) B (T) μ μ H (A.n/mm) H (A.n / mm) 0.25 0.25 3.33 3.33 0.093 0.093 800.25 800.25 93.0 93.0 0.5 0.5 12.67 12.67 0.335 0.335 1521.2 1521.2 185.0 185.0 0.75 0.75 20.67 20.67 0.579 0.579 1654 1654 278.8 278.8 1.0 1.0 27.00 27.00 0.757 0.757 1622 1622 371 371 1.5 1.5 35.00 35.00 0.982 0.982 1400 1400 557 557 2.0 2.0 39.00 39.00 1.09 1.09 1171.5 1171.5 743 743 2.5 2.5 42.00 42.00 1.17 1.17 1009 1009 929 929 3.0 3.0 45.00 45.00 1.26 1.26 901 901 1115 1115 3.5 3.5 46.00 46.00 1.291 1.291 789 789 1301 1301 4.0 4.0 48.00 48.00 1.347 1.347 720 720 1487 1487 4.5 4.5 48.67 48.67 1.375 1.375 654 654 1672 1672 5.0 5.0 51.00 51.00 1.431 1.431 612 612 1858 1858

Darant polių pagal šį išradimą, žinomi trukumai yra pašalinti, o patobulintam poliui būdingi tam tikri santykiai tarp išėjimo galios, triukšmo ir svorio gali būti pagerinti. Tuo būdu aukštos temperatūros taikymas karštojo kalimo metu, po kurio seka šaltojo kalimo procesas, suteikia galimybę gauti polių formą, kurią galima preciziškai daug kartų pakartoti. Be to, dėl šiame išradime panaudoto grūdinimo proceso, .kuris sukėlė grūdelių struktūros liekamąją rekristalizaciją ir kartu grūdėtosios struktūros stambėjimą, smarkiai padidėjo magnetinė skvarbą, palyginti su žinomu technikos lygiu.By making the pole of the present invention known disadvantages are eliminated, and the improved pole-specific relationship between output power, noise and weight can be improved. In this way, the application of high temperatures during hot forging followed by cold forging enables the shape of the piles to be repeated accurately many times. In addition, the hardening process used in the present invention, which resulted in the residual recrystallization of the grain structure and the coarsening of the grain structure, greatly increased the magnetic permeability compared to the prior art.

Be to, išradime aprašytas procesas yra pigesnis, palyginti su žinomais gamybos procesais, ypač pigiau tai, kas susiję su laiko sąnaudomis ir su išlaidomis, kurios reikalingos ruošiant įrenginius, naudojamus gamybos proceso metu. Tuo būdu, remiantis pareiškėjo patirtimi, visus įrankius ir gamybos procedūras poliui gaminti pagal šį išradimą būtų galima paruošti per vieną mėnesį, o kaina būtų nuo 20.000,00 iki 40.000,00 JAV dolerių. Tuo tarpu žinomiems įrankiams ir gamybos procesams paruošti reikėtų nuo šešių iki dvylikos mėnesių, o kaina būtų nuo 250.000,00 iki 500.000,00 JAV dolerių.In addition, the process of the invention is less expensive compared to known production processes, especially in terms of time and cost of preparing the equipment used in the manufacturing process. In this way, according to the applicant's experience, all tools and manufacturing procedures for producing a pole according to the present invention could be prepared within one month at a cost of $ 20,000.00 to $ 40,000.00. Meanwhile, it would take six to twelve months for known tools and manufacturing processes to be priced between $ 250,000.00 and $ 500,000.00.

Kitas proceso, su kuriuo lyginama, trūkumas yra tas, kad nenaudojamas karštasis kalimas, o naudojamas tik šaltasis kalimas, kuriam reikia ypač didelės jėgos presų. Procesas, su kuriuo lyginama, yra labai ribotas formų, kurios gali būti gaunamos, bei daugelio paviršių apdorojimo požiūriu, be to, tarpinis grūdinimas .turi būti naudojamas po kiekvienos svarbios operacijos, norint rekristalizuoti grūdelius ir norint išvengti lūžimų gamybos procesų metu. Procesas, su kuriuo lyginama, nėra lankstus ir daug brangesnis už šiame išradime pateiktą procesą.Another disadvantage of the process compared is that no hot forging is used, but only cold forging, which requires particularly high-force presses. The process to be compared is very limited in terms of the shapes that can be obtained and the many surface treatments, and intermediate quenching must be used after each major operation to recrystallize the grain and to prevent breakage during the manufacturing process. The process being compared is not flexible and much more expensive than the process of the present invention.

Šiame aprašyme išradimas atskleistas kaip geriausias variantas, kai pasiekiamas kiekvienas atskirai ir visi kartu aukščiau pateikti išradimo tikslai ir užtikrinamas generatoriaus naujo ir naudingo poliaus gamybos naujas ir naudingai patobulintas gamybos procesas.The present disclosure discloses the invention as a preferred embodiment where each and all of the above objectives of the invention are achieved individually and provides a new and usefully improved manufacturing process for the generator of a new and useful pole.

Žinoma, išradimas gali turėti įvairių neesminių pakeitimų ar modifikacijų nenukrypstant nuo šiame išradime pateiktų minčių ir tikslų.Of course, the invention may have various minor alterations or modifications without departing from the spirit and purpose of the present invention.

Claims (19)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION 1. Alternatoriaus poliaus gamybos būdas, kuriuo metu formuoja poliaus, turinčio pusšerdį ir kelis aplink apskritimu išdėstytus pirštus, ruošinį, panaudojant kalimą,ir šį ruošinį apdailina, besiskiriantis tuo, kad jis susideda iš sekančių veiksmų:1. A method of fabricating an alternate pole by forging a forged pole with a semicircle and a plurality of circumferential fingers and finishing this workpiece, characterized in that it comprises the following steps: a) plieno gabalą formuoja karštojo kalimo įrenginyje, kad įgautų formą, panašią į galutinę baigto poliaus formą;(a) Forming a piece of steel in a hot forging machine to give it a shape similar to that of a finished pole; b) šią pirmąją formą merkia mažiausiai vienoje fosfatavimo vonioje išoriniam paviršiui ištepti;(b) this first form is applied in at least one phosphating bath to coat the outer surface; c) po to minėtąją pirmąją formą šaltai kala šaltojo kalimo įrenginyje, kad suspaustų pusšerdį bei pirštus, ir kad pirmoji forma pereitų į antrąją formą, taip pat turinčią pusšerdį ir kelis aplink apskritimu išdėstytus pirštus, tačiau turinčią labiau išlygintą grūdėtąją struktūrą, palyginti su minėtosios pirmosios formos grūdėtąja struktūra;c) thereafter, said first mold is cold-forged in a cold forging machine to compress the semiconductor and fingers, and the first mold is converted to a second mold, also having a semicircle and several circular fingers, but having a more smoothed grain structure; shaped grained structure; d) antrosios formos pirštų ir pusšerdžio paviršius kietina, bei formuoja centrinę kiaurymę, formavimo veiksmo metu iš minėtosios antrosios formos per angą išstumiant medžiagą ir slegiant minėtuosius pirštus, kad poliui suteiktų galutinę konfigūraciją, tokiu būdu suformuojant galutinę trečiąją formą;d) hardening and forming a central hole in the shape of the second shape fingers and the semicircle by pushing the material out of said second shape through the opening during the forming step and pressing said fingers to give the pole a final configuration, thereby forming the final third shape; e) trečiąją formą merkia į stipriai šarminę vonią; ir(e) immersing the third form in a strongly alkaline bath; and f) trečiąją formą grūdina 20-60 minučių, išlaikant 800-950°C temperatūroje, po to palaipsniui 270-310 minučių vėsinant iki aplinkos temperatūros.(f) tempering the third mold for 20 to 60 minutes, maintaining it at 800 to 950 ° C, then gradually cooling to ambient temperature for 270 to 310 minutes. 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad karštojo kalimo metu:2. A method according to claim 1, characterized in that during hot forging: a) plieno gabalą kaitina beveik iki plieno lydymosi temperatūros;(a) heating the steel piece almost to the melting point of the steel; 5 b) plieno gabalą suploja;5 (b) flatten the piece of steel; c) plieno gabalą karštai kala ir jam suteikia formą, artimą pirmajai formai; ir(c) hot forging a piece of steel to give it a shape close to the first; and d) toliau karštai kala ir suteikia pirmąją formą.(d) continue to heat and give the first form. 3. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantisThe method of claim 1, wherein the method is different 10 tuo, kad šaltojo kalimo metu:10 that during cold forging: a) nuo pirmosios formos nukerta atplaišas; ir(a) cuts from the first form; and b) keičia pirštų formą, slegiant, kol pirštai pasidaro statmeni pusšerdžiui.(b) changing the shape of the fingers by pressing until the fingers are perpendicular to the semicircle. 4. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantisThe method of claim 1, wherein the method is different 15 tuo, kad formavimo metu:15 in that at the time of formation: a) iš dalies suformuoja minėtąją kiaurymę, išstumiant medžiagą iš antrosios formos per ribojančią kiaurymę, kad susiformuotų cilindrinė kiaurymė ir būtų išvengta galimo antrosios formos lūžio; ir(a) partially forming said aperture by pushing the material from the second mold through the restrictive hole to form a cylindrical aperture and prevent a possible second form fracture; and 20 b) po to galutinai suformuoja minėtąją kiaurymę, suteikiant jai cilindrinę formą, per iš dalies suformuotą kiaurymę stumiant kaištį, kuris išstumia medžiagą iš antrosios formos per neribojančią kiaurymę, taip baigiant formuoti kiaurymę.B) thereafter finally forming said aperture by giving it a cylindrical shape by pushing a pin through the partially formed aperture which pushes the material out of the second shape through an unrestricted aperture, thereby completing the aperture. 5. Būdas pagal 4 punktą, besiskiriantis tuo, kad trečiąją formą galutinai formuoja prieš pat kiaurymės formavimo pabaigą.5. The method of claim 4, wherein the third shape is finally formed shortly before completion of the hole formation. 6. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad prieš merkiant pirmąją formą į vonią ją apipučia smulkios medžiagos srove paviršiaus nelygumams pašalinti.6. A method according to claim 1, characterized in that, before being immersed in the bath, the first mold is blown with a stream of fine material to remove surface irregularities. 7. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad mažiausiai vieną fosfatavimą atlieka keliose fosfatavimo voniose.7. The method of claim 1, wherein the at least one phosphating step is performed in a plurality of phosphating baths. 8. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad stipriai šarminė vonia yra 14 pH vonia, kuri pašalina cinko stearatus nuo galutinės trečiosios formos.8. A process according to claim 1, wherein the strongly alkaline bath is a pH 14 bath that removes zinc stearates from the final third form. 9. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad grūdinimą atlieka inertinėje aplinkoje.9. The method of claim 1, wherein the annealing is carried out in an inert environment. 10. Būdas pagal 9 punktą, besiskiriantis tuo, kad inertinė aplinka yra 95% azoto ir 5% vandenilio mišinys.10. The method of claim 9, wherein the inert medium is a mixture of 95% nitrogen and 5% hydrogen. 11. Alternatoriaus poliaus su pusšerdžiu magnetinės skvarbos didinimo būdas, besiskiriantis tuo, kad magnetinę skvarbą padidina poliaus gamybos proceso metu, atliekant sekančius veiksmus:11. A method of increasing the magnetic permeability of an alternating pole with a semiconductor, characterized in that the magnetic permeability is increased during the manufacturing process of the pole by: a) karštai kala žemo anglingumo plieno gabalą;(a) hot forging low carbon steel; b) po to plieno gabalą šaltai kala, kad jį suspaustų ir susiformuotų linijinė plokščių grūdelių struktūra; ir(b) then cold forging the piece of steel to compress and form a linear flat grain structure; and c) plieno gabalą grūdina, keliant plieno gabalo temperatūrą iki 800-950°C, šioje temperatūroje išlaikant nuo 20 iki 60 minučių, po to plieno gabalą palaipsniui 270-310 minučių vėsinant iki aplinkos temperatūros, grūdinimo veiksmo metu užtikrinant plieno gabalo grūdėtosios struktūros išsiplėtimą ir tuo padidinant magnetinę skvarbą.c) tempering the steel piece by raising the temperature of the steel piece to 800-950 ° C for 20 to 60 minutes, then gradually cooling the steel piece to ambient temperature for 270-310 minutes, allowing the grain structure of the steel piece to expand during the quenching operation; thereby increasing the magnetic permeability. 12. Būdas pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad grūdinimas sukelia grūdėtosios struktūros išsiplėtimą pusšerdžio viduje.12. The method of claim 11, wherein the annealing causes the granular structure to expand within the semiconductor. 13. Būdas pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad grūdinimą atlieka neturinčioje deguonies aplinkoje.13. The method of claim 11, wherein the annealing is carried out in an oxygen-free environment. 14. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad stipriai šarminė vonia turi pH=14.14. A process according to claim 1, wherein the strongly alkaline bath has a pH of 14. 15. Alternatoriaus poliaus gamybos būdas, kuriuo metu poliui, turinčiam pusšerdį ir kelis aplink apskritimu išdėstytus pirštus, suteikia išorinę formą ir konfigūraciją, mažinančias triukšmo lygį poliaus sukimo metu, besiskiriantis tuo, kad dar pagerina išėjimo galios ir triukšmo lygio santykį, atliekant sekančius veiksmus:15. An alternator pole manufacturing method, wherein the pole having a semiconductor and a plurality of circumferential fingers provides an external shape and configuration that reduces noise during pole rotation, further improving the output power to noise level ratio by: a) polių karštai kala, kad pagerintų grūdelių orientaciją pirštuose ir pusšerdyje;(a) hot piling of piles to improve grain orientation in fingers and semiconductor; b) polių šaltai kala;(b) cold forging of piles; c) po to polių grūdina, kad sustambintų grūdelius ir pagerintų jų orientaciją bei tuo pačiu padidintų magnetinę skvarbą, taip didinant išėjimo galią, grūdinimo metu poliaus temperatūrą kelia iki 800-950°C, toje temperatūroje laiko nuo 20 iki 60 minučių ir po to minėtąjį polių 270-310 minučių palaipsniui vėsina iki aplinkos temperatūros.c) then hardens the pile to coarsen the grain and improve its orientation while increasing the magnetic permeability, thereby raising the pile temperature to 800-950 ° C during the quenching, for 20 to 60 minutes at that temperature and thereafter poles 270-310 minutes gradually cools to ambient temperature. 16. Būdas pagal 15 punktą, besiskiriantis tuo, kad poliaus pirštai sukonstruoti su galimybe atitinkamus svorio centrus išdėstyti taip, kad minėtųjų pirštų atsilenkimas į išorę būtų minimalus, todėl plyšys tarp alternatoriaus rotoriaus ir statoriaus būtų labai mažas, ir plyšio sumažinimas didintų išėjimo galią.16. The method of claim 15, wherein the pole fingers are constructed with the ability to position respective centers of gravity so that the outward bending of said fingers is minimized so that the gap between the alternator rotor and stator is very small and the gap reduction increases output power. 17. Būdas pagal 15 punktą, besiskiriantis tuo, kad šaltojo kalimo veiksmo metu minėtąjį polių suslegia.17. The method of claim 15, wherein said pole is compressed during a cold forging operation. 18. Karštai kalto alternatoriaus poliaus, turinčio pusšerdį ir kelis aplink apskritimu išdėstytus pirštus, apdailinimo būdas, apimantis kiaurymės formavimą ir pirštų galutinės konfigūracijos formavimą, besiskiriantis tuo, kad atlieka sekančius veiksmus:18. A method of finishing a hot-forged alternate pole having a semiconductor and a plurality of circumferential fingers, comprising forming a hole and forming the final configuration of the fingers, comprising: a) poliaus paviršių kietina, jo nekaitinant;(a) curing the surface of the pole without heating it; b) iš dalies formuoja kiaurymę, nekaitinant poliaus ir išstumiant kaiščiu medžiagą per ribojančią kiaurymę; irb) partially forming a hole without heating the pole and pushing the material through the boundary hole with a pin; and c) po to galutinai suformuoja kiaurymę, nekaitinant minėtojo poliaus ir išstumiant kaiščiu minėtąją medžiagą per neribojančią kiaurymę.c) thereafter forming a final hole without heating said pole and pushing said material through the pin through a non-limiting hole. 19. Būdas pagal 18 punktą, besiskiriantis tuo, kad po dalinio formavimo veiksmo seka pirštų lenkimo iki galutinės konfigūracijos veiksmas.19. The method of claim 18, wherein the partial forming step is followed by a step of flexing the fingers to a final configuration.